JP5954026B2 - 液滴吐出状態検出装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ビームを用いて液滴の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置および画像形成装置に関する。

一般に、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置や、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置が知られている。こうした液滴吐出により画像形成を行う画像形成装置では、インクを記録ヘッドのノズルから記録媒体に吐出させて画像形成を行う関係上、ノズルからの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより吐出不良が発生すると、画像品質が低下することになる。

このため、記録ヘッドからの滴吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置として、記録ヘッドのノズル列の一方側からノズル列に沿ってレーザ光を射出し、他方側における光ビームの光軸から外れた位置に液滴からの散乱光を受光する受光手段を配置して滴吐出の有無を検出する前方散乱光方式の技術がある（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上述した特許文献１のように、発光手段と、散乱光の受光手段とを有する液滴吐出状態検出装置が、近い距離関係で複数設けられる場合、１つの液滴吐出状態検出装置の発光手段による散乱光が、他の液滴吐出状態検出装置の受光手段に入射してしまうおそれがあった。こうして液滴吐出状態検出装置の受光手段に他の液滴吐出状態検出装置の発光手段による散乱光が入射してしまうと、検出対象であるノズルからの液滴の吐出不良の検出精度を下げてしまうおそれがあった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、他の液滴吐出状態検出装置と共に用いられる場合であっても、液滴の吐出状態を正確に検出することができる液滴吐出状態検出装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明に係る液滴吐出状態検出装置は、少なくとも１つの他の液滴吐出状態検出装置と共に用いられ、光ビームが液滴に衝突することにより発生する散乱光により液滴の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置であって、他の液滴吐出状態検出装置とは異なる波長の光ビームを発光する発光手段と、発光手段による光ビームのビーム径から外れた位置に配置された受光手段と、発光手段による光ビームの波長の光を通過させ、他の液滴吐出状態検出装置による光ビームの波長の光を通過させない波長フィルタと、を備え、波長フィルタは受光手段に対して受光方向側に配置されたことを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、液滴を吐出して画像形成を行う液滴吐出手段と、上述した本発明に係る液滴吐出状態検出装置とを備え、液滴吐出手段から吐出される液滴の吐出状態を上述した本発明に係る液滴吐出状態検出装置により検出するよう構成されたことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、他の液滴吐出状態検出装置と共に用いられる場合であっても、液滴の吐出状態を正確に検出することができる。

本発明の各実施形態が適用される画像形成装置の構成例を模式的に示す図である。 本発明の第１の実施形態の液滴吐出状態検出装置が２つ横並びに配置された場合の概略構成例を示す図である。 角度θ１と、受光素子２０６（２１６）の出力電圧Ｖとの関係を示す図である。 本発明の第２の実施形態の液滴吐出状態検出装置が２つ横並びに配置された場合の概略構成例を示す図である。 角度θ１、θ２と、受光素子２０６（２１６）の出力電圧Ｖとの関係を示す図である。 本発明の第３の実施形態の液滴吐出状態検出装置が２つ横並びに配置された場合の概略構成例を示す図である。 本発明の第４の実施形態の液滴吐出状態検出装置が２つ横並びに配置された場合の概略構成例を示す図である。 第４の実施形態における遮光筒５０１（５１１）を発光素子２０４（２１４）側から見た図である。 第４の実施形態における他の遮光筒５０１（５１１）を発光素子２０４（２１４）側から見た図である。 第４の実施形態におけるさらに他の遮光筒５０１（５１１）を発光素子２０４（２１４）側から見た図である。

次に、本発明に係る液滴吐出状態検出装置および画像形成装置を適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

まず、本発明の各実施形態の概略について説明する。
本発明の各実施形態では、複数設けられた液滴吐出状態検出装置のそれぞれについて、波長の違う光ビームを発光する発光手段と、その波長の光のみを透過する波長フィルタを前段に設けた受光手段とを備える。このことにより、任意の１つの吐出口からの吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置から散乱光が、他の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置の波長フィルタを透過せず、受光手段に入射しないようにすることができる。

このため、滴吐出状態を検出する少なくとも２つの液滴吐出状態検出装置が近い距離関係で配設された構成であっても、任意の１つの吐出口からの吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置からの散乱光が、他の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置の受光手段に入射してしまうことがなく、液滴の吐出不良を正確に検出することができる。

〔画像形成装置の構成〕
次に、本発明の各実施形態が適用される画像形成装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態としての液体吐出記録方式の画像形成装置を側面方向から概略的に示す図である。

液体吐出記録方式の「画像形成装置」（以下は、単にインクジェット方式印刷装置ともいう。）の一例についての概略図を図１に示す。点線で示す１０３、１１３、…１ｎ３が本発明の各実施形態の液滴吐出状態検出装置を示している。

記録媒体Ｗは給紙モータ（図示せず）に連結された給紙搬送ローラ１０１と、給紙搬送従動ローラ１０２により給紙部から、記録媒体の所定距離の移動に応じて検出信号を出力する記録媒体送り量検出エンコーダ（以下はエンコーダと略す）１０４を備えた記録媒体の搬送に従動する従動ローラ１０５上を搬送されて、走行プレート１０６へと搬送される。走行プレート１０６に対向する位置にあるインクジェットヘッドアレイ１０７のインクジェットヘッド（液滴吐出手段）１００、１１０、…１ｎ０より記録媒体Ｗにインク滴吐出を行う。その後、走行プレート１０６上を搬送された記録媒体Ｗは、排紙モータ（図示せず）に連結された排紙搬送ローラ１０８と、排紙搬送従動ローラ１０９によって搬送され、インクジェット方式印刷装置の外へと排出される。なお、エンコーダ１０４は給紙搬送ローラ１０１と走行プレート１０６の間に搭載しているが、走行プレート１０６と排紙搬送ローラ１０８の間に搭載してもよい。

なお、本明細書において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体にインクを着弾させて画像形成を行う装置を意味する。また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、樹脂、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いている。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれるものである。

〔第１の実施形態〕
次に、本発明の第１の実施形態としての液滴吐出状態検出装置について、図２、図３を参照して説明する。図２は、本実施形態の液滴吐出状態検出装置が２つ横並びに配置された場合の概略構成例を示す。以下、２つの液滴吐出状態検出装置について同様であるものについて、丸括弧で符号等を併記して示す。

本実施形態の液滴吐出状態検出装置［１］１０３（液滴吐出状態検出装置［２］１１３）は、発光部Ａと受光部Ｂとが備えられている。

発光部Ａと受光部Ｂは、図２（Ａ）に示すように、光ビーム２０３（２１３）の光軸Ｌがインクジェットヘッドのヘッドノズル面２０１（２１１）のノズル（吐出口）Ｎｘ（Ｎ１、Ｎ２、…Ｎｎ）から吐出されたインク液滴２０２（２１２）と垂直方向となる位置に配置される。また、図２（Ｂ）に示すように、光ビーム２０３（２１３）の光軸Ｌが記録媒体Ｗの搬送方向に対して角度θ３（０°≦θ３＜３６０°）となる位置に配置する。
この角度θ３は、０°≦θ３＜３６０°の範囲で任意であるが、ノズルの配列方向に光ビーム２０３（２１３）を射出するように発光部Ａが配置されるよう設定されることがより好ましい。このように配置することにより、複数の液滴吐出状態検出装置を好適に配置することができる。

発光部Ａは、他の液滴吐出状態検出装置と違う波長の光ビームを発光する半導体レーザを使用して構成する発光素子２０４（２１４）と、発光素子２０４（２１４）で発光した光ビームを平行光に絞ってビーム径φ１の光ビーム２０３（２１３）にするコリメートレンズ２０５（２１５）と、で構成する。なお、発光素子２０４（２１４）としては、半導体レーザに限定せず、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を使用して構成することも可能である。

受光部Ｂは、フォトダイオード等を使用して構成する受光素子２０６（２１６）と、発光素子２０４（２１４）から発光した光ビーム２０３（２１３）の波長と同じ波長の散乱光Ｓ１（Ｓ２）のみを選択的に透過する波長フィルタ２０７（２１７）と、で構成する。受光部Ｂは、受光素子２０６（２１６）の受光面２０８（２１８）と、波長フィルタ２０７（２１７）の受光面２０９（２１９）と、が光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ１内に入らないように、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ１から外れた位置に配置する。但し、受光部Ｂは、ビーム径φ１に隣接する位置に配置することが好ましい。

このため、受光部Ｂは、光ビーム２０３（２１３）の光軸Ｌに対して角度θ１開いた位置に配置する。角度θ１は、吐出されるインク液滴２０２（２１２）の位置から受光素子２０６（２１６）の方向と、光ビーム２０３（２１３）の光軸Ｌとの間の角度である。

また、受光部Ｂは、受光面が光軸Ｌの垂直方向に対してθ４（０≦θ４≦θ１）の角度となるように設置する。この受光部Ｂを設置する角度θ４により、受光部Ｂに入射する散乱光Ｓ１（Ｓ２）の光量が変化するため、角度θ４は散乱光Ｓ１（Ｓ２）を検出するために必要な光量や実装条件などに応じて適宜定められることとしてよい。

本実施形態の画像形成装置は、インクジェットヘッドのヘッドノズル面２０１（２１１）のノズルＮｘ（Ｎ１、Ｎ２、…Ｎｎ）からインク液滴２０２（２１２）を吐出し、そのインク液滴２０２（２１２）に光ビーム２０３（２１３）が衝突することで散乱光Ｓ１（Ｓ２）が発生する。本実施形態の液滴吐出状態検出装置［１］１０３（液滴吐出状態検出装置［２］１１３）は、こうして発生した散乱光Ｓ１（Ｓ２）のうち、波長フィルタ２０７（２１７）の受光面２０９（２１９）を透過して受光素子２０６（２１６）の受光面２０８（２１８）に到達して得られた受光光量を受光素子２０６（２１６）において光−電圧変換し、その光−電圧変換した出力電圧Ｖを計測する。こうして散乱光Ｓ１（Ｓ２）の受光データを取得し、その受光データを基に、インク液滴２０２（２１２）の吐出の有無、インク液滴２０２（２１２）の吐出ずれ等の滴吐出状態を検出する。こうして検出された滴吐出状態を液吐出状態検出データとして使用する。

ここで、従来の液滴吐出状態検出装置では、任意の１つのノズルＮｘからの吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置［１］１０３からの散乱光Ｓ１が、他のノズルＮｙからの吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置［２］１１３の受光素子に、他のノズルＮｙからの液滴の散乱光Ｓ２と伴に入射してしまい、他のノズルＮｙからの液滴の散乱光Ｓ２を正しく検出できなくなる問題があった。

これに対し、本実施形態では、発光素子２０４（２１４）は他の液滴吐出状態検出装置と違う波長の光ビームを発光する半導体レーザを使用して構成し、発光素子２０４（２１４）から発光した光ビーム２０３（２１３）の波長と同じ波長の散乱光Ｓ１（Ｓ２）のみを透過する波長フィルタ２０７（２１７）を追加することにより、任意の液滴吐出状態検出装置からの散乱光が、他の液滴吐出状態検出装置の受光素子に入射することがなくなり、各液滴吐出状態検出装置が散乱光を正しく検出できるようになる。
なお、図２では、液滴吐出状態検出装置［１］１０３と液滴吐出状態検出装置［２］１１３の発光部Ａと受光部Ｂを、同じ側に配置しているが、反対側に配置した場合も、同様に効果があるのは自明である。

図３に、受光素子２０６（２１６）の位置による上述した角度θ１と、受光素子２０６（２１６）の出力電圧Ｖと、の関係を示す。図３において横軸は、受光素子２０６（２１６）と光軸Ｌとの間の角度θを示し、縦軸は、受光素子２０６（２１６）の出力電圧Ｖを示す。

図３に示すように、散乱光Ｓ１（Ｓ２）による出力電圧Ｖは角度依存性をもっており、図２に示す角度θ１が大きくなるに従い、散乱光Ｓ１（Ｓ２）による出力電圧Ｖは小さくなる。但し、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ１内に受光素子２０６（２１６）が存在すると（θ１≦θ１ｍｉｎの場合；但し、θ１ｍｉｎは、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ１内に受光素子２０６（２１６）が存在しない場合の受光素子２０６（２１６）と光軸Ｌとの間の最小角度）、光ビーム２０３（２１３）が受光素子２０６（２１６）に直接入ってしまう。この場合、光ビーム２０３（２１３）の出力電圧Ｖは、散乱光Ｓ１（Ｓ２）による出力電圧Ｖ１よりも大きく、インク液滴２０２（２１２）を吐出しない状態においても飽和状態Ｖｍａｘとなるため、散乱光Ｓ１（Ｓ２）を検出できなくなる。

このため、受光素子２０６（２１６）と光軸Ｌとの間の角度θ１は、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ１内に受光素子２０６（２１６）が存在しない角度（θ１＞θ１ｍｉｎ）でなければならない。

以上のように、上述した第１の実施形態の液滴吐出状態検出装置は、少なくとも１つの他の液滴吐出状態検出装置が近い距離関係に配置され、他の液滴吐出状態検出装置と波長の違う光ビームを発光する発光手段と、光ビームのビーム径からずれた位置に配置された受光手段と、を有する。そして、光ビームが液滴に衝突したときに発生する散乱光を受光手段で受光し、該受光した散乱光の受光光量を基に、液滴の吐出状態を検出する。また、発光手段から発光した光ビームの波長と同じ波長の散乱光のみを透過する波長フィルタを受光手段の前方側に備え、この受光手段は、波長フィルタを透過した散乱光を受光する。

このことにより、任意の１つの吐出口からの吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置から散乱光が、他の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置の波長フィルタを透過せず、受光手段に入射しないようにすることができる。

このため、滴吐出状態を検出する少なくとも２つの液滴吐出状態検出装置が近い距離関係で配設された構成であっても、任意の１つの吐出口からの吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置からの散乱光が、他の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置の受光手段に入射してしまうリスクを大きく低減することができる。このため、例えば液滴の吐出不良の発生など、液滴の吐出状態を正確に検出することができる。

また、こうした本実施形態の液滴吐出状態検出装置を備えた画像形成装置によれば、液滴吐出状態検出装置での上述した従来の構成における課題が抑えられ、画像形成装置の停止および画質不良の発生を抑えることができる。

なお、波長フィルタ２０７（２１７）は、受光素子２０６（２１６）における受光方向側の近傍に設けられるが、設置位置は、ノズルＮｘから吐出されるインク液滴２０２（２１２）よりも受光素子２０６（２１６）側であれば任意の位置であってよい。ただし、受光素子２０６（２１６）における受光方向側のなるべく近い位置に設けられる方が、波長フィルタ２０７（２１７）を通過せずに受光素子２０６（２１６）に入射するノイズ光の影響を減らすことができるため、より好ましい。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態としての液滴吐出状態検出装置について、図４、図５を参照して説明する。図４は、本実施形態の液滴吐出状態検出装置が２つ横並びに配置された場合の概略構成例を示す。
上述した第１の実施形態と同様のものについては説明を省略する。

第２の実施形態の液滴吐出状態検出装置は、図４に示すように、上述した第１の実施形態の構成に加え、コリメートレンズ２０５（２１５）の光ビーム２０３（２１３）の方向の下流側に、発光素子２０４（２１４）が発光した光ビーム２０３（２１３）を絞る絞り部材４０１（４１１）を設置している。絞り部材４０１（４１１）としては、例えば、アパーチャやスリットなどが挙げられる。

絞り部材４０１（４１１）では、発光素子２０４（２１４）が発光した光ビーム２０３（２１３）を絞ることにより、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２を第１の実施形態よりも小さくすることができる（φ２＜φ１）。その結果、本実施形態における受光素子２０６と光軸Ｌとの間の角度θ２を、第１の実施形態におけるθ１より小さくすることができる（θ２＜θ１）。角度θ２は、吐出されるインク液滴２０２（２１２）の位置から第２の実施形態における受光素子２０６（２１６）の方向と、光ビーム２０３（２１３）の光軸Ｌとの間の角度である。

受光部Ｂは、受光素子２０６（２１６）の受光面２０８（２１８）と、波長フィルタ２０７（２１７）の受光面２０９（２１９）と、が光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２内に入らないように、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２から外れた位置に配置する。但し、受光部Ｂは、ビーム径φ２に隣接する位置に配置することが好ましい。

このため、受光部Ｂは、光ビーム２０３（２１３）の光軸Ｌに対して角度θ２（θ２＜θ１）開いた位置に配置する。
また、受光部Ｂは、受光面が光軸Ｌの垂直方向に対してθ４（０≦θ４≦θ２＜θ１）の角度となるように設置する。この受光部Ｂを設置する角度θ４により、受光部Ｂに入射する散乱光Ｓ１（Ｓ２）の光量が変化するため、角度θ４は散乱光Ｓ１（Ｓ２）を検出するために必要な光量や実装条件などに応じて適宜定められることとしてよい。

また、受光素子２０６（２１６）と光軸Ｌとの間の角度θ２は、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２内に受光素子２０６（２１６）が存在しない角度（θ２＞θ２ｍｉｎ；θ２ｍｉｎは、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２内に受光素子２０６（２１６）が存在しない場合の受光素子２０６（２１６）と光軸Ｌとの間の最小角度）でなければならない。

図５に、受光素子２０６（２１６）の位置による上述した角度θ２と、受光素子２０６（２１６）の出力電圧Ｖと、の関係を示す。図５において横軸は、受光素子２０６（２１６）と光軸Ｌとの間の角度θを示し、縦軸は、受光素子２０６（２１６）の出力電圧Ｖを示す。

図５に示すように、散乱光Ｓ１（Ｓ２）による出力電圧Ｖは角度依存性をもっており、角度θ２が大きくなるに従い、散乱光Ｓ１（Ｓ２）による出力電圧Ｖは小さくなる。このため、角度θ２がθ２＜θ１の条件では、散乱光Ｓ１（Ｓ２）による受光光量が大きくなり、受光素子２０６（２１６）で光−電圧変換された出力電圧Ｖ２は、Ｖ１（θ１での出力電圧）＜Ｖ２（θ２での出力電圧）となる。

また、発光素子２０４（２１４）が発光した光ビーム２０３（２１３）を絞ることにより、発光素子２０４（２１４）から発光する光ビーム２０３（２１３）の光強度のばらつき、波面ズレなどが抑えられるため、光ビーム２０３（２１３）がインク液滴２０２（２１２）と衝突することで発生する散乱光Ｓ１（Ｓ２）も、光強度のばらつき、波面ズレなどが抑えられた散乱光Ｓ１（Ｓ２）となる。

従って、絞り部材４０１（４１１）を備えることで、ノイズ光Ｎによる受光光量と、散乱光Ｓ１（Ｓ２）による受光光量と、のＳＮ比が大きくなり、受光光量のばらつきや変化などが抑えられ、検出精度が向上し、インク液滴２０２（２１２）の吐出状態をより確実に検出することができる。

以上のように、上述した第２の実施形態の液滴吐出状態検出装置は、上述した第１の実施形態の構成に加えて、発光手段から発光した光ビームを絞る絞り部材を備える。

このため、第２の実施形態によれば、光ビームのビーム径が細くなるため、受光手段と光ビームの光軸との角度を小さくすることができる。これにより、インク吐出時に光ビームがインク液滴に入射することにより生ずる散乱光Ｓによる受光手段での受光光量が、記録媒体や液滴吐出ヘッド等での光ビームの反射光、外乱光などのノイズ光Ｎによる受光光量と比較してより大きくなる。このため、ＳＮ比が大きくなり、インク吐出不良の検知をより確実とすることができる。

また、発光手段の光ビームの周辺部やレンズ周辺部における収差の影響を小さくできるため、光ビームにおける光強度のばらつき、波面ズレなどを抑えることができる。このため、光ビームが液滴に入射することにより生ずる散乱光においても、光強度のばらつき、波面ズレなどを抑えることができる。このため、受光手段の受光光量のばらつきや変化などが抑えられ、検出精度を向上させることができ、インク吐出不良の検知をより確実とすることができる。

なお、絞り部材４０１（４１１）は、コリメートレンズ２０５（２１５）よりも光ビームの進行方向側の近傍に設けられるが、設置位置は、ノズルＮｘから吐出されるインク液滴２０２（２１２）よりも発光素子２０４（２１４）側であれば任意の位置であってよい。ただし、コリメートレンズ２０５（２１５）よりも光ビームの進行方向側のなるべく近い位置に設けられる方が、絞り部材４０１（４１１）での散乱光の発生リスクを小さくできるため、より好ましい。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態としての液滴吐出状態検出装置について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態の液滴吐出状態検出装置が２つ横並びに配置された場合の概略構成例を示す。
上述した第１、第２の実施形態と同様のものについては説明を省略する。

第３の実施形態の液滴吐出状態検出装置は、図６に示すように、上述した第２の実施形態の構成に加え、遮光筒５０１（５１１）を有し、波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）とを１つの遮光筒５０１（５１１）内に配置するよう構成している。

波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）とを１つの遮光筒５０１（５１１）内に配置することで、波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）との間からノイズ光Ｎが進入するのを防止し、ノイズ光Ｎによる受光光量を小さくすることができる。その結果、ノイズ光Ｎによる受光光量と、散乱光Ｓ１（Ｓ２）による受光光量と、のＳＮ比が大きくなり、インク液滴２０２（２１２）の吐出状態をより確実に検出することができる。

また、遮光筒５０１（５１１）に光ビーム２０３（２１３）が直接入らない範囲で遮光筒５０１（５１１）を波長フィルタ２０７（２１７）より発光素子２０４（２１４）側に伸ばすことが好ましい。これにより、ノイズ光Ｎの進入をさらに減らすことができ、ノイズ光Ｎによる受光光量と、散乱光Ｓ１（Ｓ２）による受光光量と、のＳＮ比がさらに大きくなり、インク液滴２０２（２１２）の吐出状態をより確実に検出することができる。

このように、本実施形態の液滴吐出状態検出装置は、波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）とを１つの遮光筒５０１（５１１）内に設けることで、波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）との間から外乱光の進入を抑え、ノイズ光Ｎによる受光光量と、散乱光Ｓ１（Ｓ２）による受光光量と、のＳＮ比がさらに大きくなり、インク液滴２０２（２１２）の吐出状態をより確実に検出することができる。

以上のように、上述した第３の実施形態の液滴吐出状態検出装置は、上述した第２の実施形態の構成に加えて、波長フィルタと受光手段とが、少なくとも１つの遮光筒内に設けられるように構成される。

このため、第３の実施形態によれば、波長フィルタと受光手段とが１つの遮光筒内に設けられるため、記録媒体や液滴吐出ヘッド等での光ビームの反射光、外乱光などのノイズ光Ｎが、波長フィルタと受光手段との間から進入するのを抑えることができる。このため、インク吐出時に光ビームがインク液滴に入射することにより生ずる散乱光Ｓによる受光手段での受光光量が、ノイズ光Ｎによる受光光量に比較してより大きくなる。このため、ＳＮ比が大きくなり、インク吐出不良の検知をより確実とすることができる。

また、上述した第２の実施形態の構成に加えて、波長フィルタと受光手段とが遮光筒内に設けられる構成に替えて、上述した第１の実施形態の構成に加えて、波長フィルタと受光手段とが遮光筒内に設けられる構成とした場合であっても、上述した実施形態を同様に実現することができ、第３の実施形態としての効果を同様に得ることができる。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態としての液滴吐出状態検出装置について、図７〜図１０を参照して説明する。図７は、本実施形態の液滴吐出状態検出装置が２つ横並びに配置された場合の概略構成例を示す。
上述した第１〜第３の実施形態と同様のものについては説明を省略する。

図８は、図７に示す遮光筒５０１（５１１）を発光素子２０４（２１４）側から見た図である。図８の例では、符号２１６、２１７、５１１は省略して示す。

第４の実施形態の液滴吐出状態検出装置は、図７、図８に示すように、上述した第３の実施形態のように波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）とを１つの遮光筒５０１（５１１）内に配置した受光ユニットが、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２に対応する直径の筒の外周に複数個配置され、受光部側が構成される。

図８の例では、１例として８個の遮光筒５０１（５１１）を光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２に対応する直径の筒の外周に配置した状態を示しているが、遮光筒５０１（５１１）の形状は、他の形状でも良く、また、個数も任意である。

本実施形態の液滴吐出状態検出装置は、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２の外周に、波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）とを１つの遮光筒５０１（５１１）内に配置した受光ユニットを複数個並べて配置することで、発光素子２０４（２１４）から発光した光ビーム２０３（２１３）の光量が小さい場合でも、検出測定に使用する散乱光Ｓ１（Ｓ２）による受光光量を、各受光素子２０６（２１６）の受光光量の総和にでき、このため、総和としての受光光量を大きくすることができる。

このため、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２に対応する直径の筒の外周に、遮光筒５０１（５１１）を複数個並べて配置することで、発光素子２０４（２１４）から発光した光ビーム２０３（２１３）の光量が小さい場合でも、散乱光Ｓ１（Ｓ２）による受光光量を、各受光素子２０６（２１６）での受光光量の総和にし、インク液滴２０２（２１２）の吐出状態をより確実に検出することができる。

なお、図８の構成例では、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２に対応する直径の筒の外周に遮光筒５０１（５１１）を複数個並べて配置しているが、図９に示すように、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２より大きい１個の遮光筒５０１（５１１）内に波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）とを複数個並べて配置してもよい。
図９の構成例では、１例として８個の円形状の波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）とを配置した場合を示している。なお、図９に示す波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）とは他の形状でも良く、個数も任意である。また、遮光筒５０１（５１１）も円形状に限定せず、他の形状でも良い。図９の例では、符号２１６、２１７、５１１は省略して示す。

また、上述した図８の例に示すように光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２に対応する直径の筒の外周に遮光筒５０１（５１１）を複数個並べた範囲を満足するような図１０に示す大きさの径の波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）とを、１個の遮光筒５０１（５１１）内に設置したものを配置し、ビーム径φ２のエリア内に光ビーム２０３（２１３）を透過しない部材９０１（９１１）を配置した構成としてもよい。
図１０の構成例では、１例として、波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）と円形状の遮光筒５０１（５１１）とで示しているが、他の形状でも良い。図１０の例では、符号２１６、２１７、５１１、９１１は省略して示す。

このように、本実施形態の液滴吐出状態検出装置は、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２に対応する直径の筒の外周に波長フィルタ２０７（２１７）と受光素子２０６（２１６）とを設置した構成であるため、発光素子２０４（２１４）から発光した光ビーム２０３（２１３）の光量が小さい場合であっても、受光素子２０６（２１６）で受光した受光光量の総和を大きくすることができる。このため、インク液滴２０２（２１２）の吐出状態をより確実に検出することができる。

以上のように、上述した第４の実施形態の液滴吐出状態検出装置は、上述した第３の実施形態の構成による受光ユニットが、光ビーム２０３（２１３）のビーム径φ２に対応する直径の筒の外周に複数個配置されて構成される。

このため、第４の実施形態によれば、発光手段からの光ビームの光量が小さい場合においても、インク吐出時に光ビームがインク液滴に入射することにより生ずる散乱光Ｓによる各受光手段での受光光量の総和を大きくすることができる。このため、ＳＮ比が大きくなり、インク吐出不良の検知をより確実とすることができる。

また、上述した第３の実施形態の構成による受光ユニットが複数個配置される構成に替えて、第１または第２の実施形態の構成による受光ユニットが配置された構成であっても、上述した実施形態を同様に実現することができ、第４の実施形態としての効果を同様に得ることができる。

〔各実施形態について〕
なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。

例えば、上述した各実施形態における波長フィルタ２０７（２１７）は、その液滴吐出状態検出装置における発光素子２０４（２１４）から発光した光ビーム２０３（２１３）の波長と同じ波長の散乱光Ｓ１（Ｓ２）のみを透過させることとして説明したが、このものに限定されず、１つの液滴吐出状態検出装置における発光素子からの光ビームの波長を通過させ、近い距離関係で設置される他の全ての液滴吐出状態検出装置における発光素子からの光ビームの波長を通過させないものであれば、通過させる波長における特性は任意であってよく、同様の効果を得ることができる。

また、上述した本実施形態の画像形成装置や液滴吐出状態検出装置を構成する各部における制御動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成を用いて実行することも可能である。

ソフトウェアを用いて処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。

例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory）に予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、リムーバブル記録媒体に、一時的、あるいは、永続的に格納（記録）しておくことが可能である。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することが可能である。なお、リムーバブル記録媒体としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＭＯ（Magneto optical）ディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、磁気ディスク、半導体メモリなどが挙げられる。

なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールすることになる。また、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送することになる。また、ネットワークを介して、コンピュータに有線で転送することになる。

また、本実施形態における画像形成装置や液滴吐出状態検出装置は、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に実行するように構築することも可能である。

１００、１１０、…１ｎ０ インクジェットヘッド（液滴吐出手段）
１０３、１１３ 液滴吐出状態検出装置
２０２、２１２ インク液滴
２０３、２１３ 光ビーム
２０４、２１４ 発光素子
２０５、２１５ コリメートレンズ
２０６、２１６ 受光素子
２０７、２１７ 波長フィルタ
２０８、２１８ 受光素子の受光面
２０９、２１９ 波長フィルタの受光面
４０１、４１１ 絞り部材
５０１、５１１ 遮光筒

特開２０１１−１８９７２６号公報

Claims (5)

1. 少なくとも１つの他の液滴吐出状態検出装置と共に用いられ、光ビームが液滴に衝突することにより発生する散乱光により液滴の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置であって、
   前記他の液滴吐出状態検出装置とは異なる波長の光ビームを発光する発光手段と、
   前記発光手段による光ビームのビーム径から外れた位置に配置された受光手段と、
   前記発光手段による光ビームの波長の光を通過させ、前記他の液滴吐出状態検出装置による光ビームの波長の光を通過させない波長フィルタと、を備え、
   前記波長フィルタは前記受光手段に対して受光方向側に配置されたことを特徴とする液滴吐出状態検出装置。
2. 前記発光手段からの光ビームにおける進行方向の中心部に影響を与えず、該光ビームにおける進行方向の外周部を遮る絞り部材を、前記発光手段に対して光ビームの進行方向側に備えたことを特徴とする請求項１記載の液滴吐出状態検出装置。
3. 前記受光手段および前記波長フィルタを内側に収納する遮光筒を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の液滴吐出状態検出装置。
4. 前記受光手段と前記波長フィルタとは、前記光ビームのビーム径を略直径とする筒の外周に複数個配置されたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の液滴吐出状態検出装置。
5. 液滴を吐出して画像形成を行う液滴吐出手段と、
   請求項１から４の何れか１項に記載の液滴吐出状態検出装置とを備え、
   前記液滴吐出手段から吐出される液滴の吐出状態を前記液滴吐出状態検出装置により検出するよう構成されたことを特徴とする画像形成装置。

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